Подсветка для микроскопа

Добрый день, Интересует создание подсветки для микроскопа МБС-9? Вам под кат

Мотивация

Моя первая подсветка вызвала ряд комментариев относительно её CRI. Меня она устраивала всем, кроме силы света, её было недостаточно для максимальных кратностей и ещё очень раздражал тот факт, что она имеет диаметр немного больший, чем объектив, что иногда вызывало некоторые неудобства (цеплял паяльником). Ко мне в руки попала IP20 CCT лента:

Процесс

Снял 30 светодиодов на своем столике, при температуре 220 градусов. Отмыл их изопропилом и парочку забросил в сканер, чтобы сделать шаблон в Sprint Layout: Измерил внутренний и наружный диаметры кольца, получилось 42 и 55мм. Колечко не будет выступать за пределы объектива. Начертил четверть кольца и размножил путем отзеркаливания: Отправил герберы на JLCPCB, они сделали платы на 0.8мм текстолите:

Светодиоды распаяны, колечко на своем месте:

Детали

Каждый кристалл в ленте был настроен резисторами на ток 20мА. Итого на каждый корпус — 40мА. На моё кольцо — 1.12А Вот полная мощность: Вот параметры полной мощности: На полную мощность колечко светит, практически как 5Вт лампочка. Нагревается умеренно, металл объектива работает как отличный радиатор. В реальности 100% мощности нужны только при максимальных кратностях, которые при пайке используются редко. Вот пример изображения с подсветкой в 25% от номинальной мощности: На картинке — посадочное место для LT8364, справа — элемент 0603.

Выводы

Мне понравилось, рекомендую. Можете отправить герберы в производство, получите точно такую же подсветку, которая очень похожа на коронавирус 🙂

Цена: $13.87 брал за $13.70

Возможно я немного поспешил с обзором, но штука годная и хотелось быстрее поделиться 🙂 Давно хотел купить для своего ОГМЭ-П2 (МБС-9) Какой-то нормальный свет. Увидел на форумах что хвалят, и решил хапнуть попробовать Вот что нам обещает продавец: Name:LED Ring Light Source Model No: 1458 Color: White Мoltage: 220V Size: 100mm Power: 5W Flux: 60000LM Protection Grade: IP40 Color Temperature: 6500-7000K Type: Special Microscope Led Ring Lamp Material:Plastic Light intensity adjustment0-100%,Color unchanged ween you adjusty intensity,Without electricity flash,Input power:AC90-260V G.W: 250g Коробочки и мешочки — не мой фетиш, так что перейдем сразу к герою обзора. Оговорюсь только что коробка нормальная и не мятая. Внешне все очень красиво и аккуратно

Вилка, плоская китайская, и переходника тут в комплекте нет. Ну это не беда, ведь переходников есть мешок на всякий случай 🙂 Но включать что-то китайское в 220В без разборки я не привык, так что вскрываем. Собрано на всеми известной микросхеме DK106 Собрано достаточно аккуратно, если не считать того что светодиодным кольцом придавлены провода к нему же. Флюс на платах не лежит, в целом все красиво. Холодных паек не замечено, разьве что пару ног светодиодов припаяны не по периметру. Я даже не стал пропаивать. Прошу прощения что не сфоткал потенциометр — увлекся фотканием маркировки. Потенц в пластиковом квадратном корпусе. По памяти приблизительно 8-10 мм сторона. Убедились что все ок — теперь можно и включить. Пятно, точнее кольцо: У моего микроскопа не родной объектив, поэтому фокусное расстояние аж 210 мм. Подсветка имеет немного загнутые светодиоды сфокусированные для установки примерно на 100-130 мм от поверхности стола. Поэтому мы получаем кольцо. разгибаем наружный ряд светодиодов и получаем отличную точку: Фотки немного не в масштабе, но все равно видно что кольцо получалось слишком большого размера, а теперь все пришло в норму. ШИМ не пищит, глазами морганий не видно. Как я уже говорил, объектив от фотоаппарата зовется Индустар И-51. Габариты у него не самые мелкие, поэтому я боялся что подсветка попросту не встанет на него. Но все подошло. Только родные винты сильно торчали поэтому я поставил двоюродные. Посадочное отверстие не более 65 мм. Ну как-то так получилось 🙂 Подытоживая скажу что подсветка удалась на славу. Я доволен и доколупаться ни к чему не смог. Запаса яркости хватает для работы на увеличении 50х на примерно 80% уставки потенца. Считаю это огромным плюсом. Хочется верить что блок питания не издохнет после первой же грозы. Ну вот и все. Товар куплен за свои. Вместо котиков — подсказка и чертеж переходника на объектив. А подсказка в том, что объектив ставится вверх ногами, для лучшего изображения. Всем спасибо за внимание. Прошу сильно не пинать — всего второй обзор пишу.Upd: несомненно не всегда при перпендикулярном взгляде на м/с читается маркировка. На этот случай нужно доделать поворот головы микроскопа. Или подсвечивать отдельным фонариком 🙂 Но обычно и без фонарика выглядит всё так:

Последние 5 лет в вопросе источников света для микроскопии произошла маленькая революция. Практически все известные производители перешли на светодиодные источники света. Еще несколько лет назад светодиоды начали устанавливать в микроскопы рутинного и учебного классов, а сегодня каждый второй исследовательский микроскоп снабжается мощным светодиодным источником света. Модернизация микроскопа заменой источника света — и Это очень интересное направление, поэтому, для начала, расскажем почему светодиоды завоевали такую популярность во всех направлениях микроскопии.

Зачем менять старый, но работающий всю жизнь, галогенный осветитель на новый светодиодный?

Ответ кажется неутешительным. Светодиодные осветители ярче, гораздо экономичнее, на порядок дольше служат, а главное, позволяют добиться ранее недоступного разрешения микроскопа. Рассмотрим все по порядку.

Приведенный по мощности спектр светодиодного и галогенного источника света

Относительная спектральная характеристика галогенной лампы (HAL) и белого светодиода (LED)

Замечание: Под светодиодным источником мы будем понимать «люминофорный светодиод» – светодиод, основанный на принципе люминесценции с комбинированием синего (чаще) или ультрафиолетового (реже) полупроводникового излучателя и люминофорного конвертера. Самая распространённая конструкция такого светодиода содержит синий полупроводниковый чип и люминофор с максимумом переизлучения в области жёлтого цвета. Часть мощности исходного излучения чипа покидает корпус светодиода, рассеиваясь в слое люминофора, другая часть поглощается люминофором и переизлучается в области меньших значений энергии (желто-красное излучение). Спектр переизлучения захватывает широкую область от красного до зелёного, однако результирующий спектр такого светодиода имеет два пика – узкий пик в синей и пологий в желтой областях.

Глядя на спектр галогенной лампы и люминофорного светодиода можно сделать некоторые выводы. Во-первых, светодиод работает только в видимом и ближнем УФ и ИК спектре. У него нет огромного «хвоста» в инфракрасном диапазоне, в отличие от галогенного источника. Этот хвост и обуславливает низкую производительность галогенных ламп – для того чтобы получить высокую яркость в видимом спектре, лампа постоянно должна перерабатывать бОльшую часть электрической энергии в тепло. Низкий КПД галогенного источника света резко увеличивает затрачиваемую мощность. Возможно, в рамках одного микроскопа это не так сильно скажется в счетах на электричество, но в масштабах клиники или отдела экономия при модернизации микроскопов будет значительная.

Видимый спектр белого люминофорного светодиода и галогенной лампы

Сконцентрируемся на отличиях в видимом спектре. Как вы уже знаете, разрешение микроскопа напрямую зависит от длины волны источника света. В случае галогенного осветителя максимальная интенсивность находится в желто-красной зоне, в то время как у светодиода есть отчетливый пик в синей области – 450 нм, позволяющий увеличить разрешение микроскопа в полтора раза. Это будет заметно при работе на объективах 50–150х в субмикронном и микронном диапазоне контролируемых размеров. Цветовая температура при выборе светодиода может варьироваться от 3000 до 6500К, но оптимальным будет подбор цветовой температуры, близкой к галогенному источнику с цветобалансирующим DayLight фильтром – около 4000К.

Как сделать микроскоп для паяльных работ

Постоянство цветовой температуры при изменении интенсивности.

При работе на микроскопе вы редко работаете на полной яркости источника, а значение номинальной цветовой температуры галогенной лампы определяется именно для максимально допустимого светового потока. При уменьшении интенсивности галогенного источника (снижение напряжения на лампе) ее цветовая температура уменьшается и свет становится более теплым. При работе с цифровой камерой, вам приходится использовать разный баланс белого при съемке образцов на разных уровнях интенсивности.

Съемка образца с изменением интенсивности галогенного осветителя 12В 100Вт. При падении интенсивности изображение приобретает желто-оранжевый оттенок. Автоматическая экспозиция изменяет выдержку съемки, поэтому яркость всех снимков для нас одинаковая.

Это вносит неудобство в работу, к тому же субъективно, изображения на объективах до 20х кажутся желтее чем на объективах от 50х, так как при работе с большим увеличением вам требуется больше света.

Светодиодные осветители сохраняют цветовую температуру при изменении интенсивности. Изменение интенсивности светодиода происходит за счет изменения скважности напряжения на контактах осветителя. Изменение скважности в мегагерцовой чистоте не заметно глазу (монитор, перед которым вы сидите тоже обладает светодиодной подсветкой, мигание которой с мегагерцовой частотой вы никогда не заметите). При подернизации микроскопа, мы разрабатываем и интегрируем электрические схемы в штатив вашего микроскопа, с сохранением всех органов управления. Мы не добавляем внешние блоки и дополнительную коммутацию. Мощный источник света интегрируется на место старой лампы, а привычный вам регулятор яркости подключается к дополнительной схеме устанавливаемой в штатив.

Эквивалентная мощность при равном световом потоке.

Узнать требуемую мощность светодиодного осветителя не трудно. Она в должна быть ориентировочно в 10 раз меньше чем мощность галогенного источника. Таким образом, если в микроскопе установлена лампа мощностью 30Вт, светодиода мощностью 3Вт будет достаточно, а светодиод на 10Вт обеспечит тройной прирост интенсивности.

Недостатки светодиодов, с которыми мы успешно справляемся.

Белые светодиоды в производстве значительно дороже и сложнее аналогичных по световому потоку ламп накаливания, хотя их цена постоянно снижается. Этот недостаток окупается длительностью безотказной работы светодиодных источников света. 20 000 часов – это почти 10 лет непрерывной работы на микроскопе по 8 часов в день.

Обладают в большинстве невысоким качеством цветопередачи (индекс CRI, по сравнению с солнечным цветом), которое, однако, постоянно растет с развитием технологий производства светодиодов. Это важно. Если цвет для вас – основопологающий элемент анализа препаратов стоит обратить внимание на светодиодные осветители с цветопередачей максимально приближенной к дневному свету (к примеру, как на микроскопе Olympus BX-43), или остановиться на привычном галогенном источнике c DayLight фильтром.

Светодиоды, в зависимости от мощности, требуют надежную пассивную или активную систему охлаждения. При модернизации микроскопов мы проводим тепловые расчеты и всегда учитываем необходимый коэффициент запаса, ведь иногда, при длительных исследованиях, работа на микроскопе не прекращается неделями. Источник света должен работать стабильно и не иметь отклонения по интенсивности в течении всего срока службы.
Расчет системы охлаждения светодиода для проекта по ремонту и модернизации лабораторного микроскопа отраженного света.
Яркость светодиода нельзя регулировать изменением напряжения. Для того чтобы микроскоп сохранял возможность регулировки яркости мы встраиваем в него дополнительную электрическую схему, сохраняя при этом все органы управления.

Наш сервисный центр проводит ремонт, сервисное обслуживание и модернизацию микроскопов. Мы создаем уникальные адаптеры для установки современных цифровых камер на старые микроскопы, проводим техническое обслуживание систем и помогаем получить пользователям качественные и информативные изображения.

Используемые источники: